形状记忆聚氨酯材料的研究进展

形状记忆聚氨酯是一种可以响应外界刺激,并通过特定的热力学过程回复到初始形态的新型智能高分子材料。基于不同的应用,提供形状展开功能、形状固定及回复功能、形状回复率及回复力可控等性能。形状记忆聚氨酯可以通过热、电、光、磁等方式直接或者间接地激发材料的形状记忆性能,在智能纺织、航空航天、生物医用等领域具有广阔的应用前景。首先介绍了形状记忆聚氨酯的结构、记忆机理和分类;然后讨论了影响其形状记忆性能的因素,主要包括硬段种类和含量的影响、软段的种类和相对分子质量的影响、交联剂的影响、掺杂填料的影响等。在此基础上总结了形状记忆聚氨酯在不同领域的应用进展,最后展望了形状记忆聚氨酯网络结构化设计思路和未来的发展方向。     

形状记忆聚氨酯的性能研究及应用

分析了影响形状记忆聚氨酯性能的主要因素,综述了形状记忆聚氨酯硬段与软段的结构改性,复合改性的研究进展,并对近年来形状记忆聚氨酯的应用进行了总结和展望。     

VGCF/SMPU复合材料的形状记忆性能研究

形状记忆聚氨酯因具有热致形状记忆特性而引起世界的极大兴趣,自20世纪80年代以来迅速发展成为一种新型的功能材料.本文以1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用溶液混合法制备了形状记忆聚氨酯/气相生长碳纤维复合材料薄膜,利用扫描电镜观察了气相生长碳纤维在形状记忆聚氨酯中的分散性,测试分析了加入气相生长碳纤维对形状记忆聚氨酯的热致形状记忆性能的影响.扫描电镜观察显示:气相生长碳纤维含量达到3%(质量分数,下同)时在形状记忆聚氨酯中开始有少量团聚现象,含量达到5%后团聚现象比较明显;形状记忆性能测试发现:加入气相生长碳纤维不同程度的降低了复合材料的热致形状记忆性能,根据对形状记忆聚氨酯中两相结构的相分离程度及软段结晶情况的不同影响而反映为对形状记忆性能的不同影响.     

形状记忆聚氨酯的结构与性能研究

以 2 ,4 -甲苯二异氰酸酯 (2 ,4 -TDI)、不同分子量的聚己二酸丁二醇酯 (PBAG)和 1,4-丁二醇 (BDO)为原料合成了具有形状记忆功能的聚氨酯材料。通过DSC、弯曲实验和力学实验 ,研究了形状记忆聚氨酯的性能 ,发现软段高度结晶和硬段聚集形成硬段微区是其具有较好形状记忆性能的必要条件。     

形状记忆聚氨酯及其在智能包装中的应用展望

智能包装已成为新时代包装发展的新方向。作为智能包装发展的基础,新型智能包装材料一直是研究重点。形状记忆聚氨酯是一种具有嵌段结构和优异形状记忆效应的功能性材料。简述了形状记忆聚氨酯的结构、形状记忆原理、合成工艺以及发展概况,综述了形状记忆聚氨酯在智能包装方面的潜在应用,并提出了形状记忆聚氨酯在智能包装应用中存在的问题和应用展望。     

液化MDI基形状记忆聚氨酯软段组成的选择

以液化MDI和BDO（1,4-丁二醇）为硬段,分别以聚乙二醇（PEG）,聚己二酸乙二醇酯（PEAG）,聚己二酸丁二醇酯（PBAG）,聚己二酸己二醇酯（PHAG）,聚己内酯（PCL）为软段合成了聚氨酯形状记忆材料。通过FT—IR,DSC等考察了它们的结构,比较了聚乙二醇聚氨酯（EGPU）,聚己二酸乙二醇酯聚氨酯（EAPU）,聚己二酸丁二醇酯聚氨酯（BAPU）,聚己二酸己二醇酯聚氨酯（HAPU）及聚己内酯聚氨酯（CLPU）的形状记忆性能和力学性能,研究表明,PHAG是液化MDI基形状记忆聚氨酯软段的最佳原料。     

高分子形状记忆材料的研究进展

综述了近年来高分子形状记忆材料的研究进展,主要包括两个方面,(1)高分子形状记忆材料的制备;(2)高分子形状记忆材料的性能、配方及应用领域。     

形状记忆高分子材料的研究进展

本文就形状记忆高分子材料的研究现状进行了概述，在形状记忆原理的基础上，着重讨论了聚降冰片烯、反式聚异戊二烯，苯乙烯－丁二烯共聚物和聚氨酯等形状记忆高分子的特性及其应用，并指出了它们的发展前景。     

可自愈合的紫外光响应形状记忆聚氨酯的制备及性能

采用溶液聚合法合成了以聚四氢呋喃(PTMG)为软段、4,4’-偶氮苯二甲酸(Azoba)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为硬段、双(2-羟基乙基)二硫醚(HEDS)为扩链剂的不同硬段比例的形状记忆聚氨酯(SMPU_s)。红外光谱表征了聚氨酯薄膜化学结构;分别通过热重分析、差示扫描量热分析、动态力学分析(DMA)探究了硬段对聚氨酯材料热稳定性、熔融温度及形状记忆性能的影响;记录了SMPU_2在紫外光照刺激下响应、发生形变的过程;用划痕修复测试和接触角法表征自愈合能力。结果表明,调控软硬段比例可得到具有差异形状记忆性能的SMPU_s。DMA测试中SMPU_s的平均固定率高于75%,回复率均高于95%,其中硬段含量为44%的SMPU_2形状记忆性能最佳,固定率达91%,回复率达99%。引入含双硫键的单体,SMPU_s具有一定自愈合性能。其中SMPU_5在40℃修复30 min,能修复表面划痕,力学测试表征的修复性能在60℃修复120 min修复率可达90%。     

形状记忆材料研究综述

综述了镍钛、铜基、铁基形状记忆合金,热致型、光致型、电致型、磁致型、化学感应型形状记忆高分子,以及形状记忆陶瓷的形状记忆机理、特性及其应用现状,并提出形状记忆材料的研究方向为：加强形状记忆合金的抗疲劳性能研究,建立一套统一的研究方法和合理的评价体系;加强形状记忆高分子材料的结构设计研究;改善陶瓷的形状记忆性能,以拓展形状记忆陶瓷的应用领域。     

发展形状记忆材料的展望

根据马氏体相变的特征:代位原子无扩散切变,以不变平面应变进行形状改变,以及按群论应用于马氏体相变的表述式,导出材料具有形状记忆效应的条件,即只要形成单变体或接近单变体马氏体,防止阻碍形状记忆效应因素如位错的形成和材料通过马氏体相变及其逆相变就能显示形状记忆效应。     

形状记忆薄膜的研究进展

回顾了ＮｉＴｉ形状记忆合金薄膜的研究现状。总结了形状记忆合金薄膜的结构及其变化过程、性能特点及其变化规律。     

退火工艺对冷拔Ti—Ni合金丝形状记忆效应及伪弹性的影响

Ti-49.1(at)%Ni 合金丝经40%冷拔加工后表现出线性伪弹性,平均弹性模量约40GPa,弹性行为不随应变速率变化而变化,冷拔试祥若在400℃经不同时间退火后.则表现出优良的相变伪弹性,伪弹性的屈服应力随退火时间延长而下降,当退火时间延长至10h 时,伪弹性消失,转变为形状记忆效应。当退火温度高于500℃时,试样的形状记忆效应随退火温度升高而下降。根据实验结果分析认为,若在给定温度下退火,则时间愈短,出现相变伪弹性的最低试验温度愈低。     

TiNi基高温形状记忆合金的马氏体相变与形状记忆效应

综述了Ti-Ni基高温形状记忆合金中的马氏体相变和形状记忆效应最近研究进展。Ti-Ni基高温形状记忆合金主要包括用Ti-Ni-Pd,Ti-Ni-Pt,Ti-Ni-Zr和Ti-Ni-Hf等。对Ti-Ni基高温形状记忆合金体材料、薄带和薄膜中的马氏体相变、组织结构、形状记忆效应以及超弹性性能等进行了评述和归纳。值得注意的是,通过适当的时效处理可调节相变温度,显著改善Ti-Ni-Hf高温形状记忆合金的开头记忆效应和超弹性性能,其主要原因在于时效的Ti-Ni-Hf合金中析出纳米级析出相导致基体强度升高。采取适当的制备和加工方法,提高合金的马氏体相变温度,改善合金的开头记忆效应,是当前TiNi基形状记忆合金研究的主要发展趋势。     

热致形状记忆聚合物的形状记忆机理与性能研究进展

主要分析了热致形状记忆聚合物聚集态结构与形状记忆性能之间的关系(聚合物的聚集态结构大致可以分为3种:可逆相和固定相均为不定形结构;可逆相为不定形结构,固定相为结晶结构;可逆相为结晶结构,固定相为不定形结构)。总结了聚集态结构对转变温度、存储模量、形状固定率/回复率、回复应力和回复速率等的影响。     

热驱动形状记忆聚合物的本构建模方法回顾

形状记忆聚合物的本构关系对于其结构设计和力学行为的预报具有重要意义,但是目前对形状记忆聚合物本构模型的研究仍相对不多。文中通过回顾十几年来国内外对热驱动形状记忆聚合物本构模型研究的发展动态,归纳了形状记忆聚合物本构的建模方法与思想,按照流变学方法、细观力学方法以及二者相结合的方法分别加以介绍和评述,并对形状记忆聚合物本构建模今后可能面临解决的关键问题进行了预测。     

热机械循环对Fe-Mn-Si-Cr-Ni合金形状记忆效应的影响

以开发石油井管管接头材料为背景，主要研究了热机械循环中循环训练次数、变形量、中间退火温度对Ｆｅ－Ｍｎ－Ｓｉ－Ｃｒ－Ｎｉ合金的形状记忆效应（ＳＭＥ）的影响。结果表明训练２～３次，合金的ＳＭＥ有大幅度提高。继续训练，则提高不大。随着变形量增加，形状恢复率下降，但可恢复变形量增加。而最佳中间退火温度受合金成分的影响。本文通过金相观察、分析，对其机制进行了探讨。     

形状记忆合金宽滞后效应的研究

综述了NiTi基记忆合金（包括Ni-Ti-Nb)、铁基记忆合金（Fe-Mn-Si系）和铜基记忆合金相变宽滞后的形成机理，以及使形变诱恨马氏体兼具高的稳定性（宽滞后效应）和良好的可逆性（高的记忆应变）的条件（包括合金成分、变形温度及变形量）。     

形状记忆聚合物及其应用前景

介绍了形状记忆聚合物的形状记忆效应机理,对其不同驱动方式进行比较和评价,并且系统介绍了形状记忆聚合物在航天航空、生物医疗、纺织、温度指示、防伪指示以及微流体混合器等工程领域的应用。针对形状记忆聚合物目前开发和应用的大趋势,分析了形状记忆聚合物的多功能化研究现状,通过比较本征型和复合型导电形状记忆聚合物,说明了本征型导电形状记忆聚合物材料的优越特性和广阔的应用前景。